這兩年，隨著科技的迅速發(fā)展，人臉識(shí)別已經(jīng)逐漸成為了新時(shí)期生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，忘記密碼了？沒事兒，咱還可以“刷臉”！那么最新的人臉識(shí)別技術(shù)發(fā)展到哪一步了？

傳統(tǒng)的人臉識(shí)別技術(shù)主要是基于可見光圖像的人臉識(shí)別，人們也比較熟悉這樣的識(shí)別方式。不過，這種方式的缺點(diǎn)其實(shí)非常明顯，光線的限制性非常大，并不能滿足實(shí)際的需要。解決光照問題的方案有三維圖像人臉識(shí)別，和熱成像人臉識(shí)別。但這兩種技術(shù)還遠(yuǎn)不成熟，識(shí)別效果不盡人意。

迅速發(fā)展起來的一種解決方案是基于主動(dòng)近紅外圖像的多光源人臉識(shí)別技術(shù)。它可以克服光線變化的影響，已經(jīng)取得了卓越的識(shí)別性能，在精度、穩(wěn)定性和速度方面的整體系統(tǒng)性能超過三維圖像人臉識(shí)別。這項(xiàng)技術(shù)在近兩三年發(fā)展迅速，使人臉識(shí)別技術(shù)逐漸走向?qū)嵱没��?/p>

目前市場(chǎng)上有三種主流方案，它們分別是3D結(jié)構(gòu)光方案（Structured Light）、ToF 3D方案（Time Of Flight，時(shí)差測(cè)距技術(shù)）和雙目立體成像方案（Stereo System）。

3D結(jié)構(gòu)光（Structured Light）
3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)的基本原理是，通過近紅外激光器，將具有一定結(jié)構(gòu)特征的光線投射到被拍攝物體上，再由專門的紅外攝像頭進(jìn)行采集。這種具備一定結(jié)構(gòu)的光線，會(huì)因被攝物體的不同深度區(qū)域，而采集不同的圖像相位信息，然后通過運(yùn)算單元將這種結(jié)構(gòu)的變化換算成深度信息，以此來獲得三維結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單來說就是，通過光學(xué)手段獲取被拍攝物體的三維結(jié)構(gòu)，再將獲取到的信息進(jìn)行更深入的應(yīng)用。

可以預(yù)見結(jié)構(gòu)光這種方案在未來的優(yōu)勢(shì)還是很有前景的，可拓展空間更加廣闊，比如5G通信、AR以及其他與3D建模等相關(guān)的領(lǐng)域都可以發(fā)揮它獨(dú)有的關(guān)鍵作用。不過 3D 結(jié)構(gòu)光也有它的局限，相比傳統(tǒng)的攝像頭，3D 結(jié)構(gòu)光可以工作的距離要短一些，最長(zhǎng)距離一般在 1 米左右，OPPO給出的數(shù)據(jù)是60cm遠(yuǎn)精度也能控制在±1mm范圍，當(dāng)然這個(gè)距離對(duì)人臉解鎖是綽綽有余的。

采用3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)作為人臉識(shí)別的手機(jī)都有哪些？

iphone x／xr／xs／xsmax

去年iphoneX上市可謂是引起了全球所有人的注意，因?yàn)閕phoneX代表著蘋果未來的手機(jī)的模樣，自然也是匯聚了蘋果最頂尖的技術(shù)。要說iphoneX身上最值得我們記住的黑科技，那當(dāng)然是蘋果的faceId人臉識(shí)別功能啦，蘋果的faceId不僅能給屏幕解鎖，而且其安全程度已經(jīng)可以達(dá)到支付級(jí)別了，同時(shí)在今年發(fā)布的一些列新機(jī)中人臉識(shí)別已經(jīng)自然成了標(biāo)配。蘋果的這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明走在了安卓陣營(yíng)前面，也給安卓手機(jī)廠商指明了一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新的方向。

oppo Find x

時(shí)隔一年，在安卓手機(jī)廠商的努力下，安卓手機(jī)也開始使用了類似蘋果face id一樣的技術(shù)，比如oppo find x的O－Face 3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，oppo官方稱解鎖速度過程只需要0．5s的時(shí)間，F(xiàn)ind X的3D相機(jī)可以發(fā)射出15000個(gè)光點(diǎn)，容錯(cuò)率高達(dá)百萬分之一，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通的2D面部了以及現(xiàn)有的指紋識(shí)別的，目前也已支持支付寶和微信支付了。

mate20pro

除了oppo Find X de O－Face 3D 外還有一家安卓手機(jī)廠商也研發(fā)出了3D結(jié)構(gòu)光的人臉識(shí)別技術(shù)并且已經(jīng)在自家旗艦產(chǎn)品中投入使用了，那就是華為及自家旗艦華為mate20pro。華為mate20攜帶了自家研究的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，高精度人臉識(shí)別技術(shù)和支付安全技術(shù)，同時(shí)支持支付寶和微信支付，通過點(diǎn)陣投影，不僅使安全識(shí)別的安全性提高了，還支持最快0．6s的解鎖速度。同時(shí)3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)可以配合高清前置攝像頭實(shí)現(xiàn)3D建模，將現(xiàn)實(shí)中的物體變成你手機(jī)中的玩偶，可玩性極高。

ToF（Time Of Flight）

ToF是3D深度攝像頭的其中一種方案，是結(jié)構(gòu)光的同門師弟。ToF測(cè)距有單點(diǎn)和多點(diǎn)兩種，其中手機(jī)上一般會(huì)用多點(diǎn)測(cè)距。多點(diǎn)測(cè)距的原理和脈沖的單點(diǎn)測(cè)距類似，但是其收光器件為CCD，即帶電荷保持的光敏二極管陣列，對(duì)光響應(yīng)具有積分特性�；�本原理是激光源發(fā)射一定視野角激光，其中激光時(shí)長(zhǎng)為dt（從t1到t2），CCD每個(gè)像素利用兩個(gè)同步觸發(fā)開關(guān)S1（t1到t2）、S2（t2到t2＋dt）來控制每個(gè)像素的電荷保持元件采集反射光強(qiáng)的時(shí)段，得到響應(yīng)C1、C2。物體距離每個(gè)像素的距離L＝0．5＊c＊dt＊c2／（c1＋c2），其中c是光速（該公式可以去除反射物反光特性差異對(duì)測(cè)距的影響）。簡(jiǎn)單來說就是，發(fā)出一道經(jīng)過處理的光，碰到物體以后會(huì)反射回來，捕捉來回的時(shí)間，因?yàn)橐阎�光速和調(diào)制光的波長(zhǎng)，所以能快速準(zhǔn)確計(jì)算出到物體的距離。

TOF技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于整體組件更小，不用留大劉海，識(shí)別距離更遠(yuǎn)，可以拓展更多的應(yīng)用；在畫面拍攝后計(jì)算景深時(shí)不需要進(jìn)行后處理，通俗的講可以避免時(shí)間延遲又可節(jié)省采用強(qiáng)大后處理系統(tǒng)帶來的相關(guān)成本；具有不易受外界光干擾、體積小巧、響應(yīng)速度快以及識(shí)別精度高等多重優(yōu)勢(shì)。劣勢(shì)在于硬件成本居高不下，主要體現(xiàn)在組件的價(jià)格上，光子探測(cè)陣列、激光器和檢測(cè)的傳感器，都需要非常高端的器件。硬件技術(shù)上成本很高，再加上軟件算法的成本就更高了，且目前能夠提供可靠硬件產(chǎn)能的廠商鳳毛麟角，而這一切都將推高成本。不過隨著ToF技術(shù)需求的日趨爆發(fā)，ToF技術(shù)的普及與發(fā)展指日可待，所以vivo果斷切入TOF技術(shù)占據(jù)先機(jī)實(shí)在勇氣可嘉，連最強(qiáng)的蘋果分析師郭明錤也曾預(yù)測(cè)2019年iPhone也許會(huì)有重大創(chuàng)新就包括采用ToF技術(shù)，由此可見TOF技術(shù)的先進(jìn)性。

雙目立體成像方案（Stereo System）

雙目立體成像（Stereo System）是利用雙攝像頭拍攝物體，再通過三角形原理計(jì)算物體距離。已經(jīng)上市的華為nova3采用的就是雙目3D人臉識(shí)別方案，而且是IFAA（互聯(lián)網(wǎng)金融身份認(rèn)證聯(lián)盟）提供的標(biāo)準(zhǔn)，這也是其達(dá)到支付級(jí)的主要原因。nova3搭載的兩個(gè)RGB（彩色相機(jī)）攝像頭通過模擬雙眼視覺系統(tǒng)來識(shí)別設(shè)備使用者。

雙目方案的原理最簡(jiǎn)單應(yīng)該是比較早的一種人臉識(shí)別方案，方案成本最低。所有采集的深度信息都依靠攝像頭所采集的圖像來通過軟件算法得出，精度要求取決于捕捉分辨率。同時(shí)由于這種方案需要依靠算法分析圖像得到深度信息，計(jì)算負(fù)荷最大、算法復(fù)雜性最高、實(shí)現(xiàn)難度大，識(shí)別的速度較慢。另外它也會(huì)受到光線的影響，尤其是昏暗環(huán)境下。

總結(jié)

從iPhone X、小米8透明探索版和OPPO Find X3D的市場(chǎng)反響來看結(jié)構(gòu)光這種方案是目前效果最好的，因?yàn)橄�費(fèi)者的體驗(yàn)有目共睹，雙目測(cè)距方案注定只能淪為中端機(jī)型的權(quán)宜之計(jì)，而有一拼的TOF技術(shù)很值得期待，但因?yàn)檫�只是水中花 、鏡中月，所以只有等到真機(jī)的推出才能評(píng)判了，當(dāng)然最終還要依賴市場(chǎng)的檢驗(yàn)了。